基于单片机的人体脉搏检测系统设计Word文件下载.docx
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计数结果将最终送至液晶屏1602来进行显示。
虽然压电陶瓷片的性能并非很好，在信号的采集上不能实现非常精确的采集，但是它的价格低廉，并且在经过系统的信号调理电路后，也能比较满意的实现我们所要实现的目标。
系统运行中能显示脉搏次数和时间，系统停止运行时，能够显示总的脉搏次数和时间。
本文首先描述本设计的整体思路，然后介绍各个部分设计中的细节问题，最后提出一些完善本设计的改进意见。
关键字：
脉搏测量；
压电陶瓷片；
液晶显示屏；
单片机
THEDESIGNOFHUMANPLUSEDETECTIONSYSTEMBASEDONMCU
ABSTRACT
Theshape,intensity,speed,andrhythmofpulsesignalsmostlyreflectthephysicalandpathologicalcharactersofheart-bloodsysteminhumanbodies.Thistopicisadesignofbodypulsemeasuringinstrument.Becauseofthespecificityofthepulsesignal,thedesignmustpayattentiontoachieveanaccuratemeasurement.Thepointofthisdesignisthesimpleandpreciseofthemeasurement.Weneedtomeasurethepulseofthehumanbodyinoneminute,andtoensurethattheerrorinlessthan2times..Thewholesystemiscenteronsingle-chipmicrocomputer89s51,usingthesignle-chiptoachievethesystemcorefunctionofcountingpulse.Inthefront-endofthesignal,weusepiezoelectricceramicstocollectthesignalofthehumanbodypulse.Andthen,afterafteramplificationoftheAD620,shapingofthe555,filteringofthelow-passfilterandotheroperations,thesignalwillbeconvertedtothepulsesignalwiththesamefrequency,andthissignalwillbeinputtothesingle-ship.Thesingle-shipwillcounttothis.Themethodofcountingisusingthetimerofthesingle-ship,andthenusethecycle,getthefrequency,bythefrequency,wecangetthenumberoftheone-minutepulse.Thefinalresultofthecountwilldisplayinthe1602LCDscreen.Althoughtheperformanceofthepiezoelectricceramicsisnotverygood,inthesignalcollection.itcan’tdoitveryprecise.Butitspriceisverylow,andafterthesignalconditioningcircuitofthesystem,thesignalcanbequitesatisfactorytoachieveourobjectives.Atthebeginningofthepaper,theintegralnotionofthedevicedesignisbroughtout.Afterwards,thedetailinformationofeachpartisnarrated.Atlastpart,somesuggestionsforimprovingthedeviceareprovided.
Keywords:
Pulsemeasurement;
piezoelectricceramics;
LCD;
single-ship
附件
附件A开题报告
附件B译文及原文影印件
1绪论
1.1课题背景及目的
脉搏是临床检查和生理研究中常见的生理现象[1]，包含了反映心脏和血管状态的重要生理信息。
人体内各器官的健康状态、病变等信息将以某种方式显现在脉搏中即在脉象中。
人体脉象中富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息，我们可以通过对脉搏波检测得到的脉波图含有出许多有诊断价值的信息，可以用来预测人体某些器脏结构和功能的变换趋势，如:
血管几何形态和力学性质的变异会引起脉搏波波形和波速等性质的改变，而脉搏的病理生理性改变常引发各种心血管事件，脉搏生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现，通过对脉搏的检测可以对如高血压和糖尿病等引起的血管病变进行评估。
同时脉搏测量还为血压测量，血流测量及其他某些生理检测技术提供了一种生理参考信号。
在医院临床监护和日常中老年保健中，脉搏是一项基本的生命指标，因而脉搏测量是最常见的生命特征的提取。
[2]近年来出现的日常监护仪器，如便携式电子血压计，可以完成脉搏的测量。
但是这种便携式电子血压计利用微型气泵加压橡胶气囊，每次测量都需要一个加压和减压的过程，存在体积庞大、加减压过程会有不适、脉搏检测的精确度低等缺点。
人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，使血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播，这种波称为脉搏波。
脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。
本设计所使用的系统利用压电陶瓷片将脉博转换为电压信号，经过信号调理后利用AT89S51单片机进行信号采集和处理，在短时间内，测量出人体一分钟的脉搏数，并将心率进行实时显示，便于携带。
达到了方便、快速、准确地测量心率的目的。
这样的脉搏测量系统性能良好，结构简单，性价比高，输出显示稳定，比较适应大众化，适合家庭进行自我检查以及医院护士进行每日的临床记录。
1.2国内外研究状况及发展趋势
早在1860年Vierordt创建了第一台杠杆式脉搏描记仪[3]，国内20世纪50年代初朱颜将脉搏仪引用到中医脉诊的客观化研究方面。
此后随着机械及电子技术的发展，国内外在研制中医脉象仪方面进展很快，尤其是70年代中期，国内天津、上海、贵州、江西等地相继成立了跨学科的脉象研究协作组，多学科共同合作促使中医脉象研究工作进入了一个新的境界。
以下按脉象仪探头的形式，传感器的特点及研制者作一简单的归纳[4]，详见表1-1。
表1-1脉象仪的研制情况
研制者
探头形式（单部）
探头形势（三部）
北京医疗器械厂
MX-1型（应变片）
BYS-14型（应变片）
上海医疗仪器研究所
MX-3型，MX型（7点式）
3MX-1型（应变片）
天津医疗仪器研究所
MTY-A（寸部7点，应变片）
上海中医学院
ZM-1型（子母式，应变片）
九路型（径向7点，轴向3组）
贵州省脉象协作组
ZH-I型（应变片）
ZH-II型，轴向径向均可调节
西安交通大学
圆形气囊加压式（7点）
上海中医研究院
横向线列式九道（应变片）
浙江大学
63点（PVDF压电薄膜）
西苑医院
压电晶体
江西脉图协作组
MX-811型（液态泵）
中科院基础所
硅杯式（单晶硅）
中科院智能机械所
软接触式（应变片，液态）
湖南省中医学院
血管容积式（光敏元件）
湖南省中医研究院
阻抗仪
中国台湾汪叔游
三部压力换能器
美国Dr.Laub
（压电晶体）
三部手套力与压力复合式
德国Park.H.S
三部绑带充气加压
脉象探头式样[5]很多，有单部、三部、单点、多点、刚性接触式、软性接触式、气压式、硅杯式、液态汞、液态水、子母式等组成脉象探头的主要原件有应变片，压电晶体、单晶硅、光敏元件、PVDF压电薄膜等，其中以单部单点应变片式为最广泛，不过近年来正在向三部多点式方向发展。
脉搏测量仪的发展主要向以下几个趋势发展：
（1）自动测量脉搏并且对所得到的脉搏进行自动分析。
目前很多脉搏测量仪都具有检测血氧等其他的功能，但是对这些信号的分析和诊断还需要一些有经验的医生观察，进行分析后才能确认结果，浪费大量的人力，且由人为引入的误差较大。
因此，未来脉搏自动检测的内容将更加详细，自动分析诊断功能也更强大。
（2）数字化技术等先进技术的应用。
随着数字科学技术的发展，脉搏测量仪集成度将更高，更便于携带。
数字信号处理的运用将使干扰更小，测量更为准确。
（3）多功能化越来越明显
目前的脉搏测量仪，一般都具有测试血氧，心电图等等功能，单纯的脉搏测量仪已经很少见。
随着电子技术的发展，脉搏测量仪必然可以实现更多的功能。
1.3课题研究难点
由于人体的脉搏信号具有频率低、幅度小干扰大，不稳定度低，随机性强等特点，使得对脉搏信号的采集放大电路的设计提出了很严格的要求，尤其是抗干扰变为十分重要，需要设计低通滤波器进行滤波。
选择放大器时需要从增益、频率响应，输入阻抗，共模抑制比，噪声，漂移等几个方面加以综合考虑[6]。
1.3.1抗干扰
（1）工频50HZ干扰及其各次谐波
使用频率为50HZ的市电的电子仪器设备会对检测系统会产生较大的干扰，其幅值大约是脉搏信号峰峰值的50%,是主要的干扰源
（2）肌电干扰
肌肉的收缩会产生微伏级的电势，其幅值大约是脉搏信号峰峰值的10％，维持时间大约是50ms，频带范围可以在0HZ~10000HZ。
（3）由于呼吸引起的基线漂移和ECG幅度变化
呼吸引起的基线漂移可以看成是一个以呼吸的频率加入ECG信号的窦性成分（正弦曲线），这个正弦成分的幅度和频率是变化的。
呼吸所引起的ECG信号的幅度的变化可以达到15％。
基线漂移的频率是从0.15～0.3HZ。
1.
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